考虑MMC主动限流控制的直流短路电流计算方法

为了保证模块化多电平换流器(MMC)不闭锁退出运行,需要限制直流短路电流的上升速度。MMC的主动限流控制能够通过减少电容放电时间实现短路电流的限制,并且不产生额外成本,是一种新型限流方案。目前的直流短路电流计算方法无法体现MMC主动限流控制带来的故障电路结构和参数变化。文中提出一种考虑MMC主动限流控制的直流短路电流计算方法。通过引入电容放电状态占空比参数来体现主动限流控制对直流短路电流的影响,基于状态空间平均法建立直流短路电流的状态方程,给出直流短路电流的时域解析表达式。基于PSCAD/EMTDC仿真平台验证了所提计算方法的有效性。     

变压器电阻限流装置抗短路电流能力的研究

本文通过理论计算和试验测试,从短时发热和电动力两个方面提出了一种S型短距多层结构电阻器,该电阻器可极大提升电阻限流装置抗短路电流能力,最后通过试验验证了该新型结构的电阻限流装置抗短路能力可达到标准要求。     

变压器短路匝故障时绕组中电流的计算

本文中作者对变压器内部短路故障进行了分析,并以一台110k V普通双绕组和一台500k V自耦变压器为例计算出现短路匝时短路电流的大小。     

适用于MMC型直流变压器的直流故障主动限流控制方法

为满足模块化多电平换流器(MMC)型直流变压器对直流故障电流快速限制的要求,有必要对其主动限流控制方法进行研究。文中通过对双极短路故障机理的详细分析和故障电流的建模,得到了考虑上升阶段交流馈入量后的桥臂电流,以及短路电流峰值和峰值时间的表达式,然后给出了可以通过降低在故障发生后每相子模块投入数量来限制故障电流的结论。基于此结论,设计了一种新型主动限流控制方法。该方法通过产生附加直流偏置和交流增益,进而调整桥臂电压的直流分量和交流分量,再经调制环节达到限流目的。最后通过仿真验证了所提出方法的有效性和优越性。     

电力变压器内部短路故障对短路电抗的影响

根据电力变压器设计短路电抗的计算方法,研究了电力变压器内部各种短路故障对短路电抗的影响,指出了内部短路引起沿轴向安匝分布不均匀,从而增强了横向漏磁场分量。横向漏磁场对漏电感的作用是增加的。当内部短路发生在原边侧绕组时,虽然横向漏磁场分量增加了,但是原边绕组励磁总安匝数相对减少了,而且它引起漏电感减小的作用大于横向漏磁场分量增加引起漏电感增加的作用,所以短路电抗是减少的;当内部短路发生在线端短路的副边侧时,原边侧的短路电抗可能大于正常值。无论内部短路发生在何处,短路电抗均不等于额定值,其值之增加或减少随短路位置的变化是非线性的。     

低压直流母线AC-DC电力电子变压器及其短路故障穿越方法

传统的基于半桥型模块化多电平电力电子变压器使用大量的开关器件和无源元件,限制了其功率密度和效率的提高。提出了一种组合全桥型模块化多电平换流器(MMC)和输入侧间接串联型输入串联输出并联DC-DC变换器的电力电子变压器拓扑,MMC输出等级较低的中压直流母线,可减少隔离级DC-DC模块数量,且可以实现故障时的自阻断功能。通过改变DC-DC变换器模块输入侧的串联连接方式,可有效避免中压直流端口短路时导致DC-DC变换器输入侧电容短路问题。该电力电子变压器拓扑同时具备中压和低压直流端口,且可以有效降低开关器件、无源元件、高频变压器以及DC-DC变换器模块数量,提高电力电子变压器的功率密度、效率和故障穿越能力。最后基于MATLAB/Simulink,搭建了该电力电子变压器的仿真模型,仿真结果验证了该拓扑的可行性。     

一起零序短路电流对变压器冲击故障的分析与处理

本文中作者介绍了一台热备用启备变高压母线单相对地短路跳闸故障,通过分析录波图、故障后技术参数和零序短路冲击的机械强度安全系数,判断出了本次故障差动保护为误动作,并提出了防止此类误动的方法。     

变压器短路故障后的检查与处理

对几起变压器故障的检查、试验和处理进行了阐述，提出了在变压器故障的检查、试验和处理中应注意的若干问题。     

具有故障限流功能的线间直流潮流控制器及其控制方法

针对多端直流输电系统潮流调节和故障电流抑制两大难题,提出一种具有故障限流功能的线间直流潮流控制器(IDCPFC),可以实现线路电流灵活调节和直流故障电流抑制.首先,介绍了IDCPFC的拓扑结构、工作原理和等效电路,该结构具有模块化、可拓展的优势,在此基础上提出了电压、电流分时控制方法.然后,分析了所提IDCPFC在直流短路故障工况下的运行特性,提出了闭锁降压限流方法和过压旁路保护策略,研究了故障电流抑制能力的影响因素及参数选取.最后,在PLECS中建立了三端直流系统的仿真模型,仿真结果证明了所提IDCPFC在潮流控制、功率阶跃和故障限流工况下的有效性,并研制了小型样机验证了IDCPFC的潮流调节和故障限流功能.     

基于电流互感器的长距离GIL短路故障在线定位方法研究

气体绝缘金属封闭输电线路(gas insulated metal-enclosed transmission line,GIL)内部发生短路故障后,如何在线准确、快速地确定故障位置,缩短故障后的检修时间,对电网的安全稳定运行至关重要。本文通过分析汇流排处电流互感器检测到的电流的特征,提出一种基于汇流排电流的长距离GIL短路故障在线定位方法。首先从理论上计算了GIL发生短路故障时,流过各电流互感器电流的特征;然后分析了GIL接入的架空线发生接地故障时,各电流互感器测得的电流分布,在此基础上,利用故障点两侧电流互感器的测量结果,制定出GIL短路故障的在线定位判据。还针对当短路故障位于GIL首/末段时无法精确定位的特殊情况,提出应缩短GIL首/末段两侧电流互感器的安装距离。本文提出的定位方法只与位于故障点两侧最近的两电流互感器测得的电流幅值有关,原理简单,结果准确。最后,以苏通GIL综合管廊工程为例,验证并说明了本文所提出方法及结论的正确性与有效性。     

基于等效电流法的变压器匝间短路故障分析

针对星角接线变压器低压绕组匝间短路问题,建立了变压器匝间短路等效模型,并推导出了低压环流和短路绕组电流表达式,然后根据磁动势守恒提出了基于等效电流法的故障分析方法。     

直流配电网中送端换流器的故障限流控制策略

柔性直流配电网中直流线路故障电流具有上升速率快、峰值高、发展迅速等特征,增大了直流断路器设计的难度.本文利用送端换流器可控性强的特点,提出了一种故障限流的控制策略,无需检测是否发生直流侧故障,等效增大限流电抗器的电阻,并自适应调整虚拟电阻值:并利用Matlab/Simulink仿真平台进行仿真验证.仿真结果表明,当直流线路发生故障时,通过此控制策略能快速将部分电容能量馈入交流电网,有效地降低故障电流峰值和电流变化率,减小直流断路器的开断应力;且在有效限制故障电流的同时,对系统正常运行的稳态特性和暂态特性的影响很小.     

逆变侧交流系统三相短路时直流系统贡献短路电流的机理和计算方法研究

随着直流输电系统的迅速发展,能否忽略直流系统对短路电流的贡献成为一个亟待解决的问题,国际电工委员会把研究三相交流系统短路故障时直流输电系统对短路电流的贡献列入了5年工作计划。针对这一问题,研究了交直流混联系统中逆变侧交流三相短路故障后,直流系统发生换相失败的暂态过程;分析了直流系统向交流侧贡献短路电流的机理和特性;得出了当直流输送功率较大时不能忽略直流贡献短路电流,且只影响短路电流峰值的结论;给出了一种基于分段函数的直流系统贡献短路电流的实用计算方法。最后通过仿真计算验证了文中所给出的机理和计算方法的正确性。     

可控移相器对电网短路电流特性影响及限流控制策略

可控移相器在有效改善电网潮流分布、提升线路关键断面输送能力的同时,也会对电网短路电流特性产生一定的影响。根据可控移相器拓扑结构和工作原理,构建其三序分量等效模型;计及可控移相器接入对电网参数的影响,分析含可控移相器系统的短路电流周期分量和非周期分量衰减时间常数的变化规律;结合三相桥式整流电路和限流电感,提出可控移相器短路控制策略,增强可控移相器在应对系统短路故障时的安全性。通过广东电网典型场景算例,分别验证了可控移相器接入对电网短路电流特性的影响规律,以及短路电流控制策略的有效性。结果表明：装设可控移相器能够抑制系统短路电流周期分量,但会使得短路电流非周期分量衰减时间常数有所提升;所提短路电流控制策略能够增强可控移相器在应对系统短路故障时的安全性。     

具备故障限流功能的新型线间直流潮流控制器

直流电网在发生故障时,电流会迅速增大,危及整个系统安全运行。而用于切断故障电流的直流断路器开断能力有限,需要与故障限流器配合使用。随着直流电网结构的日益复杂,潮流控制问题也日益突出。在直流潮流控制器原有的潮流控制能力上,探索其故障限流能力并提出一种具备故障限流能力的新型线间直流潮流控制器拓扑。潮流控制部分采用线间直流潮流控制器,故障限流部分采用晶闸管控制电感投入实现限流。对所提控制器的工作原理、动作过程及理论分析进行了研究,并在单端等效系统及四端柔性直流电网中进行了仿真验证。仿真结果表明,该控制器可在正常运行时控制2条线路的潮流,在某一线路单极接地故障时进行故障限流并通过与直流断路器配合完成故障电流的切除,该装置及控制策略的可行性与有效性得到验证。     

直流微电网故障限流特性分析

直流微电网系统拓扑复杂、工作模式繁多、电力电子集成度高及各类电力电子装置耐故障冲击电流能力弱,为系统故障的保护隔离带来了巨大挑战。通过分析直流微电网故障时的暂态特性,将故障过程分为4个阶段,并针对每个阶段对直流线路、VSC换流器及其电力电子器件的影响进行分析,为针对直流微电网的故障限流方案的配置原理提供依据。通过比较分析电感型限流器和电阻型超导限流器在直流微电网中的限流特性,得出电阻型超导故障限流器在满足直流微电网因多模式切换所需的高动态性能的同时,实现了对交直流线路及换流器内部电力电子器件的故障电流的快速抑制,从而降低直流微电网对直流断路器故障隔离的快速性和开断能力要求。通过分析限流器参数对限流特性的影响规律,为其参数选择提供依据。利用PSCAD/EMTDC仿真平台对典型直流微电网短路故障及限流方案进行仿真测试,验证了直流微电网的故障特性和电阻型超导限流方法的优越性。